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碳黑分散机,碳黑高剪切分散机,碳黑研磨分散机 ,碳黑碳黑,顾名思义,是一种黑色素。粉体先与液体混合,再研磨到需要的细度。为防止污染,粉体添加工序必须在特殊区域完成,IKN设备可以将碳黑研磨到10微米以下,良好的密封性能,能防止产品污染生产区域。
KN工业设备用于分散/研磨碳黑的优点
改善清洁。使用IKN出产的PLC粉体/液体混合机可以直接混合粉体和液体,无需做预混合处理。
提升品质。IKN高剪切混合分散设备可以将碳黑研磨到8 Hegman,优于其他品牌高剪切分散设备。同时,IKN混合设备以窄分布范围*。
缩短工艺时间。IKN设备所需的加工时间要少于传统介质研磨设备。
碳黑研磨分散机的机理
碳黑颜料的分散机理
*,炭黑是zui难分散的颜料之一,因此炭黑比任何其它颜料更需要*分散在载体中。虽然几乎所有炭黑用户都或多或少地掌握一些有效分散炭黑的技巧,但对炭黑分散过程和机理的了解就显得相对薄弱,所以有必要在此对炭黑的分散过程和机理做一简要描述。
(一)、炭黑颜料的分散过程和机理
炭黑的分散过程是物理过程,在这个总过程中还包括许多独立的子过程。炭黑在另一种介质中被分散,实际就意味着炭黑粉末中的附聚物被破坏为较小粒子,并同时被介质所润湿。炭黑的分散过程也伴随有炭黑粒子的随机均匀分布过程,如果介质粘度较低,则已分散的炭黑粒子就会由于粒子间的吸引力而容易聚集,即所谓的颜料粒子再附聚作用。这种作用会降低炭黑的着色强度,为防止再附聚作用的发生,必须使炭黑分散状态稳定化。
炭黑的分散过程可以分为以下四个阶段:
1、破碎:由于商品级炭黑颜料的通常细度(45μm)远远不符合下游领域的zui终要求,所以在使用炭黑时必须对炭黑进行破碎分散操作,也只有将炭黑破碎分散到一定细度范围时,才能使炭黑的着色性能或其它所需要的性能充分发挥出来。例如,发生在挤出机、捏合机、三辊机、密炼机、高搅机、球磨机、砂磨机等中的操作过程均是颜料的破碎。做为颜料的特性,炭黑的破碎程度同样与自身粒子的“坚牢度”有关。
2、 润湿:自由炭黑粒子表面与周围介质的相互作用是炭黑被润湿的重要因素。炭黑润湿的能量关系可用热力学定律来解释,其中炭黑表面张力和表面能是润湿热的重要辅助参数,也可以从动力学角度描述炭黑粉末和附聚物的润湿过程。润湿时间不但与炭黑粉末的孔隙及几何结构有关,还随介质粘度提高而增加,并随润湿张力增大而减少。在实用条件下,升高温度可以加速润湿过程,但温度升高(粘度降低)又会导致剪切力(破碎作用)降低。润湿体积可作为炭黑孔体积或填充密度的量度,它与炭黑的相对着色强度密切相关,因此间接与炭黑在zui终制品中分散质量有关。所以,在实际操作中为了提高炭黑的分散性,往往在介质中掺入了低分子量的添加剂(如增朔剂或粘度促进剂等)。
3、分布:通过提高加工温度和降低体系粘度,使体系处于湍流条件下;以及延长炭黑在加工设备内的停留时间;可以使被润湿的炭黑粒子达到*分布。但是,在实际操作中,延长停留时间将受到产量要求的限制。因此,对于塑料行业,通常在注朔机和挤出机中安装鱼雷头、多孔板、剪切部件以及加设捏合段和采取其它设计措施,以提高破碎作用和延长停留时间。
4、内聚力:由于炭黑粒子之间存在吸引力(偶极、氢键和静电力),因此必须依靠外界能量来克服吸引力,才能达到分散目的。炭黑的分散性和它的粒度分布有密切关系,粒度小的炭黑具有较大的比表面积,并且存在热力学上的不稳定性,从而容易产生再附聚作用。在实际操作中,添加分散剂涂覆在炭黑粒子表面,从而降低炭黑粒子之间的内聚力,有助于避免炭黑分散操作困难。
(二)、炭黑分散不良导致的主要后果
分散炭黑的目的是使炭黑在载体中处于一种胶体的分布状态,这种分布程度会直接影响到制品的色相、黑度和遮盖力。炭黑的分散主要受制于三个因素:炭黑本身的特性;载体或分散介质的类型;所使用的分散设备类型。在使用炭黑着色时,如果炭黑分散不良会导致以下方面的后果:
l 颜色强度不稳定;
l 色泽不好;
l 出现条纹;
l 挤出机的过滤筛网被堵塞;
l 在挤出加工吹朔薄膜时,未破碎的炭黑附聚物引起膜泡撕裂;
l 引起单丝和扁丝断裂;
l 由于制品表面的不均匀性引起的印刷问题;
l 引起制品机械强度降低(缺口效应);
l 由于颜色包覆不良而导致耐磨性下降。
由此可见,炭黑的分散在实际应用中至关重要。
碳黑分散机
超高速分散机的高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是zui重要的。根据一些行业特殊要求,依肯公司在ER2000系列的基础上又开发出ERS2000超高速分散机。其剪切速率可以超过100.00 rpm,转子的速度可以达到40m/s。在该速度范围内,由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强粒经分布更窄。由于能量密度*,无需其他辅助分散设备。
影响分散乳化结果的因素有以下几点
1 乳化头的形式(批次式和连续式)(连续式比批次好)
2 乳化头的剪切速率 (越大,效果越好)
3 乳化头的齿形结构(分为初齿,中齿,细齿,超细齿,约细齿效果越好)
4 物料在分散墙体的停留时间,乳化分散时间(可以看作同等的电机,流量越小,效果越好)
5 循环次数(越多,效果越好,到设备的期限,就不能再好)
线速度的计算
剪切速率的定义是两表面之间液体层的相对速率。
– 剪切速率 (s-1) = v 速率 (m/s)
g 定-转子 间距 (m)
由上可知,剪切速率取决于以下因素:
– 转子的线速率
– 在这种请况下两表面间的距离为转子-定子 间距。
IKN 定-转子的间距范围为 0.2 ~ 0.4 mm
速率V= 3.14 X D(转子直径)X 转速 RPM / 60
超高速分散机的高的转速和剪切率对于获得超细微悬浮液是zui重要的。根据一些行业特殊要求,依肯公司在ERS2000系列的基础上又开发出ERX2000超高速剪切乳化机机。其剪切速率可以超过200.00 rpm,转子的速度可以达到66m/s。在该速度范围内,由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强,乳液的粒经分布更窄。由于能量密度*,无需其他辅助分散设备,可以达到普通的高压均质机的400BAR压力下的颗粒大小.
碳黑分散机